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這里有您想知道的互聯(lián)網(wǎng)營銷解決方案
什么是ABA問題？Java里面的原生解決方案是什么？原理是什么？

[[380084]]

成都創(chuàng)新互聯(lián)公司專注于企業(yè)成都全網(wǎng)營銷推廣、網(wǎng)站重做改版、留壩網(wǎng)站定制設(shè)計(jì)、自適應(yīng)品牌網(wǎng)站建設(shè)、H5網(wǎng)站設(shè)計(jì)、電子商務(wù)商城網(wǎng)站建設(shè)、集團(tuán)公司官網(wǎng)建設(shè)、成都外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè)、高端網(wǎng)站制作、響應(yīng)式網(wǎng)頁設(shè)計(jì)等建站業(yè)務(wù)，價(jià)格優(yōu)惠性價(jià)比高，為留壩等各大城市提供網(wǎng)站開發(fā)制作服務(wù)。

 AtomicStampedReference是一個(gè)帶有時(shí)間戳的對(duì)象引用，能很好的解決CAS機(jī)制中的ABA問題，這篇文章將通過案例對(duì)其介紹分析。

一、ABA問題

ABA問題是CAS機(jī)制中出現(xiàn)的一個(gè)問題，他的描述是這樣的。我們直接畫一張圖來演示，

什么意思呢?就是說一個(gè)線程把數(shù)據(jù)A變?yōu)榱薆，然后又重新變成了A。此時(shí)另外一個(gè)線程讀取的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)A沒有變化，就誤以為是原來的那個(gè)A。這就是有名的ABA問題。ABA問題會(huì)帶來什么后果呢?我們舉個(gè)例子。

一個(gè)小偷，把別人家的錢偷了之后又還了回來，還是原來的錢嗎,ABA問題也一樣，如果不好好解決就會(huì)帶來大量的問題。最常見的就是資金問題，也就是別人如果挪用了你的錢，在你發(fā)現(xiàn)之前又還了回來。但是別人卻已經(jīng)觸犯了法律。

如何去解決這個(gè)ABA問題呢，就是使用今天所說的AtomicStampedReference。

二、AtomicStampedReference

1、問題解決

我們先給出一個(gè)ABA的例子，對(duì)ABA問題進(jìn)行場(chǎng)景重現(xiàn)。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public class AtomicTest { 
    2.   
  
  
  
  2.  private static AtomicInteger index = new AtomicInteger(10); 
    3.   
  
  
  
  3.  public static void main(String[] args) { 
    4.   
  
  
  
  4.   new Thread(() -> { 
    5.   
  
  
  
  5.    index.compareAndSet(10, 11); 
    6.   
  
  
  
  6.    index.compareAndSet(11, 10); 
    7.   
  
  
  
  7.    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ 
    8.   
  
  
  
  8.      "：10->11->10"); 
    9.   
  
  
  
  9.   },"張三").start(); 
    10.   
  
  
  
  10.    
    11.   
  
  
  
  11.   new Thread(() -> { 
    12.   
  
  
  
  12.    try { 
    13.   
  
  
  
  13.     TimeUnit.SECONDS.sleep(2); 
    14.   
  
  
  
  14.     boolean isSuccess = index.compareAndSet(10, 12); 
    15.   
  
  
  
  15.     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ 
    16.   
  
  
  
  16.       "：index是預(yù)期的10嘛，"+isSuccess 
    17.   
  
  
  
  17.       +"   設(shè)置的新值是："+index.get()); 
    18.   
  
  
  
  18.    } catch (InterruptedException e) { 
    19.   
  
  
  
  19.     e.printStackTrace(); 
    20.   
  
  
  
  20.    } 
    21.   
  
  
  
  21.   },"李四").start(); 
    22.   
  
  
  
  22.  } 
    23.   
  
  
  
  23. } 
    24.

在上面的代碼中，我們使用張三線程，對(duì)index10->11->10的變化，然后李四線程讀取index觀察是否有變化，并設(shè)置新值。運(yùn)行一下看看結(jié)果：

這個(gè)案例重現(xiàn)了ABA的問題場(chǎng)景，下面我們看如何使用AtomicStampedReference解決這個(gè)問題的。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public class AtomicTest2 { 
    2.   
  
  
  
  2.  private static AtomicInteger index = new AtomicInteger(10); 
    3.   
  
  
  
  3.  static AtomicStampedReference stampRef  
    4.   
  
  
  
  4.        = new AtomicStampedReference(10, 1); 
    5.   
  
  
  
  5.  public static void main(String[] args) { 
    6.   
  
  
  
  6.   new Thread(() -> { 
    7.   
  
  
  
  7.    int stamp = stampRef.getStamp(); 
    8.   
  
  
  
  8.    System.out.println(Thread.currentThread().getName()  
    9.   
  
  
  
  9.      + " 第1次版本號(hào)： " + stamp); 
    10.   
  
  
  
  10.    stampRef.compareAndSet(10, 11,stampRef.getStamp(),stampRef.getStamp()+1); 
    11.   
  
  
  
  11.    System.out.println(Thread.currentThread().getName()  
    12.   
  
  
  
  12.      + " 第2次版本號(hào)： " + stampRef.getStamp()); 
    13.   
  
  
  
  13.    stampRef.compareAndSet(11, 10,stampRef.getStamp(),stampRef.getStamp()+1); 
    14.   
  
  
  
  14.    System.out.println(Thread.currentThread().getName()  
    15.   
  
  
  
  15.      + " 第3次版本號(hào)： " + stampRef.getStamp()); 
    16.   
  
  
  
  16.   },"張三").start(); 
    17.   
  
  
  
  17.    
    18.   
  
  
  
  18.   new Thread(() -> { 
    19.   
  
  
  
  19.    try { 
    20.   
  
  
  
  20.     int stamp = stampRef.getStamp(); 
    21.   
  
  
  
  21.     System.out.println(Thread.currentThread().getName()  
    22.   
  
  
  
  22.       + " 第1次版本號(hào)： " + stamp); 
    23.   
  
  
  
  23.     TimeUnit.SECONDS.sleep(2); 
    24.   
  
  
  
  24.     boolean isSuccess =stampRef.compareAndSet(10, 12, 
    25.   
  
  
  
  25.       stampRef.getStamp(),stampRef.getStamp()+1); 
    26.   
  
  
  
  26.     System.out.println(Thread.currentThread().getName()  
    27.   
  
  
  
  27.       + " 修改是否成功： "+ isSuccess+" 當(dāng)前版本 ：" + stampRef.getStamp()); 
    28.   
  
  
  
  28.     System.out.println(Thread.currentThread().getName()  
    29.   
  
  
  
  29.       + " 當(dāng)前實(shí)際值： " + stampRef.getReference()); 
    30.   
  
  
  
  30.    } catch (InterruptedException e) { 
    31.   
  
  
  
  31.     e.printStackTrace(); 
    32.   
  
  
  
  32.    } 
    33.   
  
  
  
  33.   },"李四").start(); 
    34.   
  
  
  
  34.  } 
    35.   
  
  
  
  35. } 
    36.

上面的代碼我們?cè)賮矸治鲆幌?，我們?huì)發(fā)現(xiàn)AtomicStampedReference里面增加了一個(gè)時(shí)間戳，也就是說每一次修改只需要設(shè)置不同的版本好即可。我們先運(yùn)行一邊看看：

這里使用的是AtomicStampedReference的compareAndSet函數(shù)，這里面有四個(gè)參數(shù)：

compareAndSet(V expectedReference, V newReference, int expectedStamp, int newStamp)。

(1)第一個(gè)參數(shù)expectedReference：表示預(yù)期值。

(2)第二個(gè)參數(shù)newReference：表示要更新的值。

(3)第三個(gè)參數(shù)expectedStamp：表示預(yù)期的時(shí)間戳。

(4)第四個(gè)參數(shù)newStamp：表示要更新的時(shí)間戳。

這個(gè)compareAndSet方法到底是如何實(shí)現(xiàn)的，我們深入到源碼中看看。

2、源碼分析

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public boolean compareAndSet(V   expectedReference, 
    2.   
  
  
  
  2.                                 V   newReference, 
    3.   
  
  
  
  3.                                 int expectedStamp, 
    4.   
  
  
  
  4.                                 int newStamp) { 
    5.   
  
  
  
  5.        Pair current = pair; 
    6.   
  
  
  
  6.        return 
    7.   
  
  
  
  7.            expectedReference == current.reference && 
    8.   
  
  
  
  8.            expectedStamp == current.stamp && 
    9.   
  
  
  
  9.            ((newReference == current.reference && 
    10.   
  
  
  
  10.              newStamp == current.stamp) || 
    11.   
  
  
  
  11.             casPair(current, Pair.of(newReference, newStamp))); 
    12.   
  
  
  
  12.    } 
    13.

剛剛這四個(gè)參數(shù)的意思已經(jīng)說了，我們主要關(guān)注的就是實(shí)現(xiàn)，首先我們看到的就是這個(gè)Pair，因此想要弄清楚，我們?cè)倏纯催@個(gè)Pair是什么，

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. private static class Pair { 
    2.   
  
  
  
  2.      final T reference; 
    3.   
  
  
  
  3.      final int stamp; 
    4.   
  
  
  
  4.      private Pair(T reference, int stamp) { 
    5.   
  
  
  
  5.          this.reference = reference; 
    6.   
  
  
  
  6.          this.stamp = stamp; 
    7.   
  
  
  
  7.      } 
    8.   
  
  
  
  8.      static  Pair of(T reference, int stamp) { 
    9.   
  
  
  
  9.          return new Pair(reference, stamp); 
    10.   
  
  
  
  10.      } 
    11.   
  
  
  
  11.  } 
    12.

在這里我們會(huì)發(fā)現(xiàn)Pair里面只是包存了值reference和時(shí)間戳stamp。

在compareAndSet方法中最后還調(diào)用了casPair方法，從名字就可以看到，主要是使用CAS機(jī)制更新新的值reference和時(shí)間戳stamp。我們可以進(jìn)入這個(gè)方法中看看。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //底層調(diào)用的是UNSAFE的compareAndSwapObject方法 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3.  private boolean casPair(Pair cmp, Pair val) { 
    4.   
  
  
  
  4.      return UNSAFE.compareAndSwapObject(this, pairOffset, cmp, val); 
    5.   
  
  
  
  5.  } 
    6.

三、總結(jié)

其實(shí)除了AtomicStampedReference類，還有一個(gè)原子類也可以解決，就是AtomicMarkableReference，它不是維護(hù)一個(gè)版本號(hào)，而是維護(hù)一個(gè)boolean類型的標(biāo)記，用法沒有AtomicStampedReference靈活。因此也只是在特定的場(chǎng)景下使用。

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標(biāo)題名稱：什么是ABA問題？Java里面的原生解決方案是什么？原理是什么？
標(biāo)題路徑：http://www.5511xx.com/article/dpcdoch.html